Carboni attivi
Che cosa sono i carboni attivi?
Con i termine di carboni attivi vengono identificati diversi tipi di carbone che, grazie alla loro porosità, presentano particolari proprietà adsorbenti.
I carboni attivi sono capaci di adsorbire gas, vapori, liquidi o sostanze disciolte: nel caso di gas e liquidi, molto spesso il peso del materiale adsorbito si avvicina al peso del carbone attivo impiegato.
Preparazione dei carboni attivi
Il primo stadio nella preparazione del carbone attivo è costituito dalla carbonizzazione, in assenza di aria, di materiali grezzi di natura vegetale e animale, quali legno, cascami di cellulosa, gusci di mandorle, torba e ossa; oggigiorno è spesso usato come "materiale di base", il coke di petrolio.
Dopo la carbonizzazione si eliminano varie impurezze volatili per elevazione graduale della temperatura e si ottengono: il nero o carbone animale, il nero o carbone d'ossa, ecc.
Questi prodotti, se sono di origine animale, presentano già così come sono una considerevole attività adsorbente.
Quando i prodotti di partenza sono di natura vegetale non è sufficiente il processo di carbonizzazione e pertanto si deve fare ricorso a tecniche speciali per incrementare la loro attività.
Carboni attivi granulari.
I carboni attivi si possono preparare anche in un altro metodo: il materiale carbonizzato e portato al color rosso viene sottoposto a una ossidazione controllata a mezzo di vapore acqueo o anidride carbonica, che oltre a rimuovere gli idrocarburi residui provocano un notevole aumento della superficie specifica del carbone.
Potere adsorbente dei carboni attivi
Dal punto di vista del potere adsorbente esistono notevoli variazioni qualitative e quantitative nei differenti tipi commerciali di carboni attivi a seconda del materiale di partenza e del modo in cui sono stati preparati.
Il forte adsorbimento e la buona ritenzione dei carboni attivi è dovuta a una serie di fattori tra i quali ricordiamo:
- la frammentazione dei reticoli esagonali (saturi solo se infinitamente estesi);
- l'attività legante degli orbitali π;
- la grande estensione della superficie interna (500-1500 m2/g).
Pori di un carbone attivo.
La selettività di adsorbimento può essere modificata mescolando al carbone adatti additivi e regolando la pressione parziale o la concentrazione, la temperatura o l'acidità.
Impiego dei carboni attivi
I carboni attivi vengono impiegati:
- per l'eliminazione del benzene dai gas di cokeria;
- per trattenere i cattivi odori e altre impurezze dall'aria e da altri gas;
- come catalizzatori in reazioni chimiche;
- per i filtri adsorbenti delle maschere antigas;
- per la decolorazione di liquidi quali ad esempio le soluzioni zuccherine nelle raffinerie;
- per la decolorazione di liquidi quali ad esempio le soluzioni zuccherine nelle raffinerie;
- per il recupero industriale di solventi volatili in molti processi chimici.
Filtro a carboni attivi per cappe di aspirazione impiegate da cucina.
Piccole quantità di carbone in forma particolarmente pura vengono impiegate in medicina (carbone medicinale) nel il trattamento di diverse affezioni del tubo digerente e come antidoto per ritardare l'assorbimento delle sostanze tossiche.
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